بتن خود متراکم یا scc

شاید بارها نام بتن خود متراکم یا بتن خود تراکم را شنیده باشید. این نوع بتن که توسط مهندسان ژاپنی اختراع شده است از سیالیت و مقاومت بسیار خوبی برخوردار است، این ویژگی ها به دلیل مواد سازنده ای است که در ساختار این بتن به کار رفته است.بتن خود متراکم گونه ای از انواع بتن بوده که در مقایسه با بتن معمولی از مقاومت و پایداری بالایی برخوردار است. با این مقدمه در ادامه ی این متن به بیان ویژگی های این بتن و کاربرد آن می پردازیم.

بتن خود متراکم (SCC) چیست؟

بتن خود تراکم (SCC) یک نوع خاص از بتن است که به دلیل توانایی منحصر به فرد خود در جریان فشرده سازی خود، خود را از بتن های قدیمی متمایز می‌کند. برخلاف بتن معمولی، SCC نیازی به تراکم دستی یا استفاده از ویبراتور ندارد. در عوض، برای توزیع یکنواخت در سرتاسر قالب به دلیل ویژگی خاص خود به هیچ دستگاهی نیاز ندارد.

چه چیزی بتن خود تراکم را خاص می‌کند؟ همه چیز به مواد تشکیل دهنده آن بر می‌گردد. SCC معمولاً از سنگدانه های ریز مانند ماسه، سنگدانه های درشت مانند شن یا سنگ خرد شده، مواد سیمانی مانند سیمان پرتلند یا خاکستر بادی، کاهنده آب، عوامل اصلاح کننده ویسکوزیته تشکیل شده است. ترکیب این مواد با هم موجب شدند تا یک مخلوط بسیار سیال ایجاد کنند که می‌تواند بدون فشرده سازی حتی پیچیده ترین اشکال و تنگ ترین فضاها را پر کند.

یکی از ویژگی های کلیدی SCC سیالیت عالی آن است. سیال بودن بدان معناست که هنگامی که به درستی مخلوط شده و در قالب مورد نظر قرار می‌گیرد، می‌تواند به راحتی در اطراف موانع بدون از هم گسستگی یا ایجاد فضای خالی حرکت کند. که باعث ایجاد یک سطح صاف می‌شود که نیازی به فشارده سازی نیز ندارد.
یکی دیگر از ویژگی های قابل توجه SCC مقاومت بالای آن در برابر جداسازی است. این نوع بتن به دلیل طراحی و مخلوط متعادل و مواد تشکیل دهنده با دقت انتخاب شده، در طول فرایند بتن ریزی یکنواختی خود را حفظ کند، و در هر قسمت از ساختار به شما مقاومت کافی را می‌دهد.

بتن خود متراکم مزایای بسیار زیادی دارد. بتن خود متراکم کار شما را با فشرده سازی خود کم می‌کند به علاوه در صرفه جویی وقت نیز به شما کمک می‌کند. با کاهش فشار فیزیکی مرتبط با ابزارهای ارتعاشی، ایمنی کارگران را نیز افزایش می‌دهد. علاوه بر این، از آنجایی که SCC هر گوشه و شکافی را بدون زحمت پر می‌کند و باعث پخش به صورت یکنواخت در تمام سازه می‌شود.
مانند هر مصالح دیگری بتن خود متراکم نیز معایبی دارد که یکی از اصلی ترین معایب آن هزینه بالای آن است. زیرا مواد افزودنی خاصی که در SCC استفاده می‌شوند ممکن است گران‌تر از آن‌هایی باشند که در مخلوط‌های بتن معمولی استفاده می‌شوند. علاوه بر این، ممکن است برای اطمینان از طراحی مخلوط و عملکرد مناسب، آزمایش های تخصصی مورد نیاز باشد و به هزینه های کلی اضافه شود.

مواد تشکیل دهنده بتن خود متراکم

به منظور شناخت بیشتر بتن خود متراکم (SCC) و خواص منحصر به فرد آن، مهم است که به مواد تشکیل دهنده این ماده بپردازیم. بتن خود متراکم نوع خاصی از بتن است که سیالیت بالایی دارد و هر گوشه و شکافی را بدون نیاز به متراکم سازی پر می‌کند.
عنصر کلیدی در SCC سیمان است که عامل اتصال لازم برای جامد شدن و استحکام بتن در طول زمان را فراهم می‌کند. با این حال، چیزی که SCC را از مخلوط‌ های بتن معمولی متمایز می‌کند، افزودن مواد جدید است.
یکی از مواد افزودنی مهم مورد استفاده در SCC فوق روان‌کننده Superplasticizer است. این ترکیب شیمیایی باعث افزایش کارایی و سیالیت مخلوط در عین حفظ پایداری بتن می‌شود. با کاهش نسبت سیمان و آب و با حفظ سیالیت، در نتیجه ماده ای بسیار منسجم و در عین حال روان ایجاد می‌کند.
یکی دیگر از مواد مهم که معمولا در مخلوط های SCC یافت می‌شود، سنگدانه های ریز مانند ماسه یا سنگ خرد شده است. این مواد به پر کردن هر گونه فضای خالی در مخلوط کمک می‌کنند و تراکم و دوام آن را افزایش می‌دهند.
علاوه بر این، سنگدانه درشت ممکن است برای ایجاد یکپارچگی ساختاری و استحکام محصول نهایی استفاده شود.
آب به عنوان یک عامل روان کننده در مخلوط عمل می‌کند و سیالیت خوبی را بدون به خطر انداختن استحکام یا انسجام تضمین می‌کند.
با ترکیب دقیق این مواد در نسبت های دقیق، مهندسان می‌توانند بتن خود متراکم ایجاد کنند که مزایای عملکردی استثنایی را برای کاربردهای مختلف ساختمانی ارائه می‌دهد.

ویژگی های بتن خود متراکم را بشناسید:

• اول، این بتن مقاومت بالایی داشته که بدون نیاز به ویبره کردن با کارایی بالا خود در ساخت سازه های گوناگون به کار می رود.
• دوم، بتن خود متراکم در همه ی مراحل بتن ریزی، تراکم خود را حفظ می نماید و حتی در مجاورت میلگردهای متراکم به صورت یکنواخت در قالب جای خواهد گرفت.
• سوم، در ساخت سازه هایی که شبکه بندی آرماتور آن ها فشرده می شود، بتن خود متراکم یا بتن SCC بهترین گزینه شناخته می شود.
• چهارم، عواملی مانند دانه بندی مصالح مورد نیاز و مدل فیلرها و مواد افزودنی در طرح اختلاط بتن نقش دارند و توجه به آن ها باعث افزایش اثرگذاری کیفیت و کارایی بتن می شود.
• پنجم، مهم ترین ویژگی بتن خود متراکم، مقاومت بالا در مقابل جدا شدن اجزاء و جریان پذیری آن است.
• ششم، تغییراتی که در اثر به کارگیری پودر سنگ، پودر سیمان، افزودنی های معدنی و روان کننده های جدید در طرح اختلاط بتن اتفاق می افتد، جریان پذیری آن را افزایش می دهد.
• هفتم، علاوه بر آن، انتخاب دقیق سنگدانه ها و دانه بندی مناسب آن ها از مواردی می باشند که در طرح مخلوط بتن باید مورد توجه قرار گیرند. بتن SCC بعد از سخت شدن از مقاومت و استحکام بالاتری نسبت به بتن معمولی برخوردار است.
• هشتم، در برابر بتنی که برای همگن سازی نیازمند ویبره می باشد، بتن خود متراکم دچار ترک های حرارتی نمی گردد و در مقابل عواملی مانند حمله سولفات ها، خوردگی، عوامل شیمیایی و انجماد مقاومت بسیار زیادی از خود نشان خواهد داد.

مزایای بتن خود متراکم یا  SCC:

بتن خود متراکم، ویژگی ها و قابلیت هایی دارد که آن را از بتن معمولی متمایز می کند. در ادامه به بررسی بعضی از آن ها می پردازیم.

• اول، بتن خود متراکم نیازی به هیچ نوع متراکم کننده نداشته و در همه ی گوشه و کنار قالب ها تراکم یکسانی ایجاد می کند و دوام سازه بتنی را تضمین خواهد کرد.
• دوم، این بتن سطح انواع میلگرد را به صورت کامل پوشش می دهد، در نتیجه عمر آن ها بالا می رود.
• سوم، به علت عدم استفاده از ویبراتور یا لرزاننده به منظور متراکم سازی بتن، میزان آلودگی صوتی زمان انجام پروژه ساخت و ساز کم می شود.
• چهارم، سرعت بتن ریزی به کمک بتن خود متراکم بالا بوده و می توان به میزان قابل توجه هزینه نیروهای انسانی را کم می کند.
• پنجم، بتن خود متراکم کیفیت سطوح بتنی را بالا می برد و امکان بتن ریزی با طرح های خاص را فراهم می نماید.
• ششم، این بتن از تراکم و فشردگی مناسب برخوردار بوده و حرارتی که در اثر هیدراتاسیون آن به وجود می آید، قابل قبول است.
• هفتم، بتن خود متراکم به نسبت بتن معمولی در کوتاه ترین زمان ممکن خشک می گردد و به سختی نهایی می رسد.
• هشتم، پایداری این بتن در مواجه با جداشدگی دانه ها بالا بوده، چرا که مقدار شن مصرفی در آن به نسبت ماسه کمتر از بتن معمولی می باشد و همانطور که می دانید دانه بندی اجزا بتن بر مشخصات این ماده اثر می گذارد.
• نهم، بتن خود متراکم در همه ی بخش های قالب تحت وزن خود روان می گردد.
• دهم، در تولید این بتن با توجه به چگالی انباشتگی، از طرحی مناسب به منظور مخلوط به کار می رود و میزان سیمان مصرفی کم می شود، در نتیجه تولید بتن از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است.
• یازدهم، به کمک بتن SCC، کیفیت مکانیکی بتن بالا می رود.
• دوازدهم، این بتن را می توان در ساخت سازه های سنگین و ظریف به کار برد و آزادی عمل بیشتری زمان طراحی سازه داشت.

کاربرد بتن خود متراکم چگونه است؟

بر اساس تحقیقاتی که بر روی فرمولاسیون بتن و ویژگی های آن انجام می شود، بتن خود متراکم کاربردهای گسترده ای دارد که در زیر به آن ها پرداخته ایم:

• اول، بتن ریزی سازه های مرتفع که امکان دارد مشکلاتی در زمان بتن ریزی آن ها وجود داشته باشد.
• دوم، ساخت سازه هایی که امکان ویبره نمودن بتن در آن ها وجود ندارد؛ از جمله سازه های زیر آب.
• سوم، سازه هایی که معماری و طراحی آن ها بسیار ظریف می باشد و نیاز به میلگرد گذاری فشرده دارند.
• چهارم، بتن ریزی ستون ها و دیوارهای بلند، میلگردهای متراکم دارند.
• پنجم، بتن ریزی گوشه های درب و دریچه ها.
• ششم، بتن ریزی بلوک های بتنی.
• هفتم، بتن ریزی تونل های آبی که انتقال بتن معمولی و تراکم سازی آن به دلیل مسافت طولانی امکان پذیر نمی باشد.

مزایای بتن خود متراکم

یکی از مزایای عمده بتن خود تراکم (SCC) توانایی آن در جریان و پر کردن حتی پیچیده ترین اشکال بدون نیاز به تراکم خارجی است. این بدان معناست که کارهای پر زحمت مانند لرزش یا فشرده سازی دستی بتن حذف می‌شوند و در زمان و استخدام نیرو در سایت های ساخت و ساز صرفه جویی می‌شود.

یکی دیگر از مزیت های SCC کارایی بالای آن است که امکان بتن ریزی آسان تر و یکپارچگی بهتر را فراهم می‌کند. سیال بودن این نوع بتن آن را برای کاربردهایی که برای بتن معمولی ممکن است دشوار باشد، مانند فضاهای تنگ یا اطراف آرماتورهای متراکم، ایده آل می‌کند.
علاوه بر این، SCC دارای خواص و دوام عالی است. استحکام و مقاومت بالای آن در برابر از هم گسستگی، عملکرد طولانی مدت آن را در شرایط مختلف محیطی تضمین می‌کند.
علاوه بر این، استفاده از SCC می‌تواند منجر به صرفه جویی در هزینه به دلیل افزایش بهره وری شود. با فرآیندهای ساخت‌وساز سریع‌تر و کاهش نیاز به نیروی کار، پروژه‌ها را می‌توان با کارایی بیشتر و در بازه‌های زمانی کوتاه‌تر تکمیل کرد.
علاوه بر این، SCC سطوح بهتری را در مقایسه با مخلوط های بتن معمولی ارائه می‌دهد. بافتی صاف با حداقل فضای خالی را فراهم می‌کند و در نتیجه ساختارهای زیبایی ایجاد می‌کند.

معایب بتن خود متراکم

در حالی که بتن خود متراکم (SCC) مزایای متعددی را ارائه می‌دهد، اما دارای معایبی است که باید در نظر گرفته شود. در اینجا برخی از اشکالات مربوط به استفاده از SCC وجود دارد:

1. هزینه: یکی از معایب اصلی SCC هزینه بالاتر آن در مقایسه با مخلوط های بتن معمولی است. مواد مورد نیاز برای بتن خود متراکم، مانند کاهنده های آب با برد بالا و اصلاح کننده های ویسکوزیته، می‌توانند هزینه کلی تولید را به میزان قابل توجهی افزایش دهند.
2. کاربرد محدود بتن خود متراکم: ممکن است برای همه پروژه های ساختمانی مناسب نباشد. معمولاً در سازه‌های پیچیده یا مناطقی با نقاط دسترسی دشوار که بتن معمولی به راحتی نمی‌تواند به آنها برسد استفاده می‌شود. با این حال، برای پروژه‌های ساده‌تر مانند ساختمان‌های مسکونی یا ساختمان‌ هایی با مقیاس کوچک ، SCC ممکن است ضروری نباشد.
3. منحنی یادگیری: کار با بتن خود تراکم به دلیل خواص و رفتار منحصر به فرد آن در هنگام قرار دادن نیاز به دانش و مهارت های تخصصی دارد. پیمانکاران و کارگران به آموزش و تجربه مناسب برای مدیریت موثر این نوع مواد نیاز دارند.
4. چالش های کنترل کیفیت: اطمینان از کیفیت ثابت در SCC گاهی اوقات می‌تواند چالش برانگیز باشد زیرا مواد متعددی که در مخلوط دخیل هستند. نظارت و آزمایش مناسب در طول فرآیند اختلاط برای حفظ خواص مطلوب مانند سیالیت و پایداری بسیار مهم است.
5. اثرات زیست محیطی: فرآیند تولید بتن خود متراکم اغلب شامل مقدار قابل توجهی مصرف سیمان است که به انتشار دی اکسید کربن منجر می‌شود. یک گاز گلخانه ای اصلی که مسئول تغییرات آب و هوایی است و باعث گرم شدن کره زمین می‌شود.
   هنگام در نظر گرفتن اینکه آیا بتن خود متراکم در یک پروژه استفاده می‌شود یا خیر، مهم است که این معایب را در مقابل مزایا سنجید.

آزمایشات صورت گرفته بر روی بتن خودمتراکم:

اول، آزمایش جریان در حالت آزاد:

این آزمایش به منظور تعیین و بررسی میزان پرکنندگی بتن خود متراکم، به معنای میزان توانایی بتن در جریان یافتن و پر نمودن همه ی فضاهای خالی، سنجیده می شود. به کمک آزمایش جریان می توان شیوه ی بتن ریزی و فاصله مجاز میان نقاط بتن ریزی را مشخص کرد.

دوم، آزمایش جریان در حالت محبوس:

این آزمایش به منظور بررسی قابلیت عبور بتن خود متراکم صورت می گیرد، به معنای آن که بتن را برای عبور از نقاط گوناگون و فضاهای باریک در قالب، ارزیابی می نمایند تا بتن بدون انسداد و یا بلوکه شدن، جریان پیدا کند. انسداد جریان به منظور جداشدن موضعی سنگدانه ها در مجاورت موانع اتفاق می افتد و سبب توقف جریان در حالت ویبره نمودن می گردد.

بتن خود متراکم هنگامی می تواند کارایی مناسبی داشته باشد که قابلیت پر کنندگی و عبور دهندگی را به صورت همزمان داشته باشد. فقط در این شکل است که می تواند مقطعی خاص را تحت نیروی وزن خود پر نماید.

سوم، آزمایش پهن شدگی:

این آزمایش برای اولین بار در ژاپن و در زیر آب صورت گرفت. بر اساس این آزمایش، می توان قابلیت پهن شدن بتن را تحت اثر وزن خود، ارزیابی نموده و بررسی کرد.

به منظور انجام آزمایش اسلامپ یا همان پهن شدگی، باید درون یک مخروط تمیز و مرطوب را با حدود 6 لیتر بتن پر نمود. مخروط ناقص اسلامپ 200 میلی متر قطر در پایین، 100 میلی متر در بالا و 300 میلی متر ارتفاع خواهد داشت.

قطر صفحه انتخابی نیز باید غیر جاذب، فلزی و حداقل ۷۰۰ میلی متر باشد. همچنین بر روی آن، قطر ۵۰۰ میلی متر نشانه گذاری شود. مخروط با یک سرعت ثابت بالا آورده شده و بر روی صفحه پخش می گردد.

قطر دایره ای که ایجاد می گردد، به عنوان معیاری به منظور میزان پهن شدگی بتن در نظر گرفته می شود. در حقیقت این قطر از میانگین دو قطر عمود بر هم به دست خواهد آمد.

اگر میانگین این دو قطر از 55 سانتی متر کمتر باشد، بدین معناست که بتن کارایی پایینی داشته و اگر این میانگین از 85 سانتی متر بیشتر باشد، ویسکوزیته خمیری بتن کم و احتمال ناپایداری و جداشدگی آن به وجود می آید. میانگین قطر استاندارد برای این محصول 60 سانتی متر به بالا است.